EP0656474B1 - Fuel injector for internal combustion engines - Google Patents
Fuel injector for internal combustion engines Download PDFInfo
- Publication number
- EP0656474B1 EP0656474B1 EP94117580A EP94117580A EP0656474B1 EP 0656474 B1 EP0656474 B1 EP 0656474B1 EP 94117580 A EP94117580 A EP 94117580A EP 94117580 A EP94117580 A EP 94117580A EP 0656474 B1 EP0656474 B1 EP 0656474B1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- spray
- spray hole
- injection nozzle
- ducts
- fuel injection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 22
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 17
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 65
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 11
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 11
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
- F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
- F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
- F02M61/1806—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
- F02M61/182—Discharge orifices being situated in different transversal planes with respect to valve member direction of movement
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
- F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
- F02M61/042—The valves being provided with fuel passages
- F02M61/045—The valves being provided with fuel discharge orifices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
- F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
- F02M61/08—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series the valves opening in direction of fuel flow
Definitions
- the invention relates to a fuel injector for internal combustion engines according to the genus of claim 1.
- a fuel injector for internal combustion engines according to the genus of claim 1.
- this is the mouth of the spray holes in the valve head Opening stroke depending on the supply pressure of the fuel from controlled a control edge on the nozzle body, so that the spray cross section that of the load and the speed of the internal combustion engine associated operating point is adjusted.
- the control edge constricts the spray jet the required spray cross-section on the nozzle body.
- this control edge also influences the outflow direction of the Spray jet, the more from the by the axial direction of the Spray hole deflected predetermined direction away from the control edge the more the mouth cross-section of the spray hole from the Control edge is covered.
- Such a deflection of the spray jet or the spray jets from the ideal for the combustion chamber The direction of the spray affects the preparation of the fuel and thus an optimal combustion, so that stricter exhaust and noise limits cannot be met.
- the fuel injector according to the invention with the characteristic Features of claim 1 has the advantage that the generated Spray jet is the direction of flow specified by the axis of the spray hole maintains, so that a good combustion even at partial load and low engine speeds is achieved.
- the generated Spray jet is the direction of flow specified by the axis of the spray hole maintains, so that a good combustion even at partial load and low engine speeds is achieved.
- baffle is advantageous if two or more parallel channels offset in the immediate vicinity in the stroke direction can be arranged one above the other by material removal by the remaining partitions are separated.
- the Channels do not have to be exactly one above the other in the stroke direction of the valve member be arranged, they can also be slightly offset to each other, so that the next channel is already opened as long as the previously released is not yet is fully controlled.
- FIG. 1 shows a fuel injector in longitudinal section and Figure 2 to 4 Detail A in the valve and injection part of the injection nozzle according to FIG. 1 in greatly enlarged scale on average, namely Figure 2 at a conventional training, Figure 3 with a theoretically ideal training and Figure 4 according to the invention.
- the fuel injection nozzle has a nozzle body 10, which means a union nut 11 is clamped to a nozzle holder 12.
- a valve needle 15 is slidably mounted on combustion chamber end carries a closing head 16.
- On the combustion chamber side End of the closing head 16 is a ring 19 with a frustoconical valve cone 17 firmly attached to the hollow cone-shaped valve seat 18 cooperates on the nozzle body 10.
- a piston slide 20 formed in a guide section close to the valve seat 18 23 a cylinder bore 22 is guided in the nozzle body 10, the one Pressure chamber 21 forms.
- a plurality of spray holes 25 are preferably arranged in the piston slide 20, only one of which is shown, the mouth of which is in the mantle of the spool 20 is and only a little or even has no distance from the valve cone 17, so that its spray cross section during the opening stroke of the closing head 16 continuously from one Control edge 24 forming the inner edge of the valve seat 18 released becomes.
- the longitudinal axis of the spray hole 25 runs almost in one right angle a with respect to the axis of displacement of the valve needle 15 and the longitudinal axis of the nozzle body 10. This angle a is the shape adapted to the combustion chamber of the internal combustion engine.
- the length of the Spray hole 25 is in the range of 2 to 5 times its width.
- the spray hole 25 is filled with fuel from the pressure chamber 21 an inlet channel 27 in the piston slide 20 is supplied.
- This inlet channel 27 is preferably designed and runs as a blind hole 27 approximately parallel to the axis of the piston slide 20.
- Its inlet 28 is located in the end face of the pressure chamber 21 Closing head 16 or the spool 20 next to the one in the middle Shaft 14 of the valve needle 15.
- the closing head 16 of the embodiment described above Fuel injector only with a single spray hole 25 and a single inlet channel 27 shown. For practice, however usually fuel injectors with multiple spray holes required on the circumference of the closing head 16 are evenly or irregularly distributed and also the same or can have different spray angles.
- the valve needle 15 is slidably mounted in a guide bore 35 in the nozzle body 10, to which a collection chamber 36 and an annular gap 37 connecting it to the pressure chamber 21 connect downstream.
- a closing spring 40 which is arranged in a spring chamber 39 in the nozzle holder 12.
- the closing spring 40 is supported on the nozzle body 10 via a spacer bush 41 and a slotted stop disk 42 and presses against a support ring 44 fastened at the end of the valve needle 15 via a compensating disk 43.
- the shaft 14 is the valve needle 15 at the level of the stop disk 42, forming a stop collar 45, which has the distance h g from the stop disk 42 in the closed position of the valve needle 15.
- An inlet channel 47 in the nozzle holder 12 and in the nozzle body 10 leads to the collecting chamber 36 in the nozzle body 10. Furthermore, a leakage oil channel 48 extends from the spring chamber 39.
- a spray jet with a spray hole 25 for example rectangular cross section incorporated in the spool 20, wherein the longitudinal axis of the spray hole 25 with respect to the center or stroke axis of the spool 20 at an angle a adapted to the combustion chamber is inclined. Its mouth is in the closed position from the wall of the Nozzle body 10 covered and is opened by axial displacement the valve needle 15 and thus the spool 20 of the Control edge 24 on the inner edge of the valve seat 18 of the nozzle body open depending on the stroke of the spool 20.
- the spray hole 25, as shown in Figure 2 if the wall of the nozzle body 10 is used to inject a subset the mouth cross section of the spray opening 25 up to the control edge 24 is partially covered, the outgoing spray jet, as with the Flow lines c can be seen from the axis of the spray hole of the control edge 24 deflected away, so that the outflow angle b is smaller than the axis angle a of the spray hole, which is also for optimal Combustion is the ideal spray angle of the spray jet.
- the spray hole consists of two channels 52, 53 which arranged parallel one above the other in the stroke direction of the spool 20 and are separated from each other by a partition 55.
- the two channels 52, 53 are made as cylindrical holes whose Axes to the stroke axis of the spool 20 inclined by the angle a are.
- the channels 52, 53 have the smallest possible diameter or width and the partition 55 is as thin as possible.
- the vastness of the Channels 52, 53 is, for example, 0.100 to 0.200 mm, preferably 0.140 mm and the thickness of the partition 55 is approximately that Half the width of the channels 52, 53, preferably 0.070 mm.
- valve needle 14 with the closing head 16 and the piston slide 20 in the nozzle body 10 is axially displaced under the effect of the pressure of the supplied fuel.
- valve cone 17 lifts off the valve seat 18 and then, or at the same time, the spray cross section is released depending on the pressure of the fuel. This is done in that one or both mouth cross sections of the channels 52, 53 are moved partially or fully beyond the control edge 24.
- the piston slide 20 is displaced by approximately 40% of the total stroke h g , so that the lower channel 52 is opened almost completely by the control edge 24.
- the spray jet emerging from this channel is only slightly deflected by the control edge 24, so that the ideal spray direction is almost identical to the desired spray direction.
- the ideal spray direction is available.
- the partial beam emerging from the upper channel 53 is directed towards the partial beam f emerging from the lower channel, so that the two partial beams e and f combine with one another. If the mouth cross section of the upper channel 53 is only slightly open, the beam direction energy of the partial beam e emerging from the upper channel 53 is low compared to the lower partial beam f emerging in full cross section, so that there is hardly any deflection when merging into a single beam g.
- the beam direction energy of the beam e emerging there is greater, but the deflection is already lower again, so that the generated beam g is also deflected only slightly from the desired direction , the directional angle b '' of which deviates only slightly from the ideal angle.
- the jet direction of the combined spray jet g flowing out of the two channels 52, 53 comes closer and closer to the desired angle the more the mouth of the second channel 53 is released from the control edge 24.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Anspruchs 1. Bei einer beispielsweise aus der EP 0 209 244 B1 bekannten Kraftstoff-Einspritzdüse dieser Art wird die Mündung der Spritzlöcher im Ventilkopf beim Öffnungshub in Abhängigkeit vom Zulaufdruck des Kraftstoffs von einer Steuerkante am Düsenkörper aufgesteuert, so daß der Abspritzquerschnitt dem von der Last und der Drehzahl der Brennkraftmaschine zugehörigen Betriebspunkt angepaßt wird. Um einen solchen Vario-Effekt zu erzielen, legt die den Spritzstrahl einengende Steuerkante am Düsenkörper den jeweils benötigten Spritzquerschnitt fest. Diese Steuerkante beeinflußt jedoch auch die Ausströmrichtung des Spritzstrahls, der umso mehr aus der durch die Achsrichtung des Spritzlochs vorgegebenen Soll richtung von der Steuerkante weg abgelenkt wird, je mehr der Mündungsquerschnitt des Spritzlochs von der Steuerkante überdeckt wird. Eine solche Ablenkung des Spritzstrahls bzw. der Spritzstrahlen aus der für den Brennraum idealen Spritzrichtung beeinträchtigt die Aufbereitung des Kraftstoffs und damit eine optimale Verbrennung, so daß verschärfte Abgas- und Geräusch-Grenzwerte nicht eingehalten werden können. The invention relates to a fuel injector for internal combustion engines according to the genus of claim 1. In one example fuel injector known from EP 0 209 244 B1 this is the mouth of the spray holes in the valve head Opening stroke depending on the supply pressure of the fuel from controlled a control edge on the nozzle body, so that the spray cross section that of the load and the speed of the internal combustion engine associated operating point is adjusted. Such a vario effect to achieve, the control edge constricts the spray jet the required spray cross-section on the nozzle body. However, this control edge also influences the outflow direction of the Spray jet, the more from the by the axial direction of the Spray hole deflected predetermined direction away from the control edge the more the mouth cross-section of the spray hole from the Control edge is covered. Such a deflection of the spray jet or the spray jets from the ideal for the combustion chamber The direction of the spray affects the preparation of the fuel and thus an optimal combustion, so that stricter exhaust and noise limits cannot be met.
Die erfindungsgemäße Kraftstoff-Einspritzdüse mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß der erzeugte Spritzstrahl die durch die Achse des Spritzlochs vorgegebene Strömungsrichtung beibehält, so daß eine gute Verbrennung auch bei Teillast und niedrigen Drehzahlen der Brennkraftmaschine erzielt wird. Theoretisch wäre bei jedwedem aufgesteuerten Spritzquerschnitt die ideale Spritzrichtung gegeben, wenn das Spritzloch durch viele infinitesimal dünnwandige Leitbleche durchsetzt wäre, die in Richtung der Spritzquerschnittsachse orientiert und im Spritzquerschnitt integriert sind. Da bei den gegebenen Materialien für die Einspritzdüse und den gegebenen Bearbeitungsmöglichkeiten zum Herstellen von Spritzlöchern mit einer Weite von weniger als 0,2 mm die Zwischenleitwände eine bestimmte Dicke aufweisen müssen, ist es zum Bilden einer Leitzwischenwand vorteilhaft, wenn gemäß Anspruch 2 zwei oder mehr parallele Kanäle in unmittelbarer Nähe in Hubrichtung versetzt übereinander durch Materialabtragung angeordnet werden, die durch die verbleibenden Zwischenwände voneinander getrennt sind. Die Kanäle müssen nicht genau in Hubrichtung des Ventilgliedes übereinander angeordnet sein, sie können auch zusätzlich gering winkelversetzt zueinander sein, so daß der nächstfolgende Kanal bereits aufgesteuert wird, solange der vorhergehend freigegebene noch nicht ganz aufgesteuert ist.The fuel injector according to the invention with the characteristic Features of claim 1 has the advantage that the generated Spray jet is the direction of flow specified by the axis of the spray hole maintains, so that a good combustion even at partial load and low engine speeds is achieved. Theoretically, that would be the case with any open spray cross section ideal spray direction given when the spray hole is infinitesimal by many would be interspersed with thin-walled baffles pointing towards the spray cross-section axis and integrated in the spray cross-section are. Given the given materials for the injector and the given processing options for producing Spray holes with a width of less than 0.2 mm the intermediate guide walls must have a certain thickness, it is for formation a baffle is advantageous if two or more parallel channels offset in the immediate vicinity in the stroke direction can be arranged one above the other by material removal by the remaining partitions are separated. The Channels do not have to be exactly one above the other in the stroke direction of the valve member be arranged, they can also be slightly offset to each other, so that the next channel is already opened as long as the previously released is not yet is fully controlled.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Figur 1 eine Kraftstoff-Einspritzdüse im Längsschnitt und Figur 2 bis 4 ein Detail A im Ventil- und Spritzteil der Einspritzdüse nach Figur 1 in stark vergrößertem Maßstab im Schnitt, und zwar Figur 2 bei einer herkömmlichen Ausbildung, Figur 3 bei einer theoretisch idealen Ausbildung und Figur 4 gemäß der Erfindung. An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. 1 shows a fuel injector in longitudinal section and Figure 2 to 4 Detail A in the valve and injection part of the injection nozzle according to FIG. 1 in greatly enlarged scale on average, namely Figure 2 at a conventional training, Figure 3 with a theoretically ideal training and Figure 4 according to the invention.
Die Kraftstoff-Einspritzdüse hat einen Düsenkörper 10, der mittels
einer Überwurfmutter 11 an einem Düsenhalter 12 festgespannt ist. Im
Düsenkörper 10 ist eine Ventilnadel 15 verschiebbar gelagert, die am
brennraumseitigen Ende einen Schließkopf 16 trägt. Auf dem brennraumseitigen
Ende des Schließkopfs 16 ist ein Ring 19 mit einem
kegelstumpfförmigen Ventilkegel 17 fest aufgesetzt, der mit einem
hohlkegelförmigen Ventilsitz 18 am Düsenkörper 10 zusammenwirkt. Der
in den Düsenkörper 10 ragende, gegenüber dem Ventilkegel 17 radial
abgesetzte Abschnitt des Schließkopfs 16 ist als Kolbenschieber 20
ausgebildet, der in einem dem Ventilsitz 18 nahen Führungsabschnitt
23 einer Zylinderbohrung 22 im Düsenkörper 10 geführt ist, die einen
Druckraum 21 bildet.The fuel injection nozzle has a
Im Kolbenschieber 20 sind vorzugsweise mehrere Spritzlöcher 25 angeordnet,
von denen nur eines dargestellt ist, dessen Mündung im Mantel
des Kolbenschiebers 20 liegt und nur einen geringen oder gar
keinen Abstand zum Ventilkegel 17 hat, so daß sein Spritzquerschnitt
beim Öffnungshub des Schließkopfs 16 fortlaufend von der eine
Steuerkante 24 bildenden Innenkante des Ventilsitzes 18 freigegeben
wird. Die Längsachse des Spritzlochs 25 verläuft in einem nahezu
rechten Winkel a in Bezug zur Verschiebeachse der Ventilnadel 15 und
der Längsachse des Düsenkörpers 10. Dieser Winkel a ist der Gestalt
des Brennraums der Brennkraftmaschine angepaßt. Die Länge des
Spritzlochs 25 liegt im Bereich des 2- bis 5-fachen von dessen Weite. A plurality of
Das Spritzloch 25 wird mit Kraftstoff aus dem Druckraum 21 durch
einen Zulaufkanal 27 im Kolbenschieber 20 versorgt. Dieser Zulaufkanal
27 ist vorzugsweise als Sackloch 27 ausgebildet und verläuft
in etwa parallel zur Achse des Kolbenschiebers 20. Sein Einlauf 28
befindet sich in der dem Druckraum 21 zugewandten Stirnseite des
Schließkopfs 16 bzw. des Kolbenschiebers 20 neben dem mittig anschließenden
Schaft 14 der Ventilnadel 15. Der Übersicht halber ist
der Schließkopf 16 des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels der
Kraftstoff-Einspritzdüse nur mit einem einzigen Spritzloch 25 und
einem einzigen Zulaufkanal 27 dargestellt. Für die Praxis sind jedoch
in aller Regel Kraftstoff-Einspritzdüsen mit mehreren Spritzlöchern
erforderlich, welche auf dem Umang des Schließkopfs 16
gleichmäßig oder unregelmäßig verteilt sind und auch gleiche oder
verschiedene Spritzwinkel haben können.The
Die Ventilnadel 15 ist in einer Führungsbohrung 35 im Düsenkörper 10
verschiebbar gelagert, an die sich stromabwärts eine Sammelkammer 36
und ein diese mit dem Druckraum 21 verbindender Ringspalt 37 anschließen.
In Ruhestellung ist die Ventilnadel 15 mit dem Ventilkegel
17 ihres Schließkopfes 16 gegen den Ventilsitz 18 am Düsenkörper
10 von einer Schließfeder 40 gezogen, die in einer Federkammer
39 im Düsenhalter 12 angeordnet ist. Die Schließfeder 40
stützt sich über eine Distanzbuchse 41 und eine geschlitzte Anschlagscheibe
42 am Düsenkörper 10 ab und drückt über eine Ausgleichsscheibe
43 gegen einen am Ende der Ventilnadel 15 befestigten
Stützring 44. Zum Begrenzen des Gesamthubes hg der Ventilnadel 15
ist der Schaft 14 der Ventilnadel 15 in Höhe der Anschlagscheibe 42
einen Anschlagbund 45 bildend abgesetzt, der in Schließstellung der
Ventilnadel 15 von der Anschlagscheibe 42 den Abstand hg hat. Zu
der Sammelkammer 36 im Düsenkörper 10 führt ein Zulaufkanal 47 im
Düsenhalter 12 und im Düsenkörper 10. Ferner geht ein Leckölkanal 48
von der Federkammer 39 ab. The
Bei einer bekannten Einspritzdüse ist, wie in Figur 2 dargestellt,
zum Bilden eines Spritzstrahls ein Spritzloch 25 mit beispielsweise
rechteckigem Querschnitt im Kolbenschieber 20 eingearbeitet, wobei
die Längsachse des Spritzlochs 25 in Bezug zur Mittel- bzw. Hubachse
des Kolbenschiebers 20 in einem, dem Brennraum angepaßten Winkel a
geneigt ist. Seine Mündung ist in Schließstellung von der Wand des
Düsenkörpers 10 abgedeckt und wird beim Öffnen durch axiales Verschieben
der Ventilnadel 15 und damit des Kolbenschiebers 20 von der
Steuerkante 24 am inneren Rand des Ventilsitzes 18 des Düsenkörpers
in Abhängigkeit vom Hub des Kolbenschiebers 20 aufgesteuert. Bei
voll aufgesteuertem Mündungsquerschnitt des Spritzlochs 25, das ist,
wenn bei Vollast der Brennkraftmaschine der Brennstoff mit hohem
Druck zugeführt wird, strömt der Kraftstoff als gebündelter Spritzstrahl
aus dem Spritzloch 25, wobei die Achse des Spritzstrahls mit
der Achse des Spritzlochs ausgerichtet ist. Bei einer Teiloffenstellung
des Spritzlochs 25, das ist wie in Figur 2 dargestellt,
wenn zum Einspritzen einer Teilmenge die Wand des Düsenkörpers 10
den Mündungsquerschnitt der Spritzöffnung 25 bis zur Steuerkante 24
teilweise überdeckt, wird der abgehende Spritzstrahl, wie anhand der
Strömungslinien c zu erkennen ist, aus der Achse des Spritzlochs von
der Steuerkante 24 weg abgelenkt, so daß der Abströmwinkel b kleiner
als der Achswinkel a des Spritzlochs ist, der zugleich für eine optimale
Verbrennung der ideale Spritzwinkel des Spritzstrahls ist.In a known injection nozzle, as shown in FIG.
to form a spray jet with a
Eine solche ideale Ausrichtung des Spritzstrahls bei Teiloffenstellung
des Spritzlochs 25 wäre erzielbar, wenn, wie in Figur 3
dargestellt, im Spritzloch 25 mehrere extrem dünne, zur Achse des
Spritzlochs 25 parallele Leitzwischenwände 51 oder Leitbleche angeordnet
wären. Diese Leitwände 51 würden in jeder Stellung des
Spritzlochs 25 die Ablenkwirkung der Steuerkante 24 am Düsenkörper
10 unterbinden, wie anhand der Strömungslinien d gezeigt ist, deren
Achse mit der Ausrichtung der Achse des Spritzlochs 25 und der Leitzwischenwände
51 übereinstimmt, so daß der Abspritzwinkel b' gleich
dem Ausrichtwinkel bzw. Achswinkel a des Spritzlochs 25 ist. Da eine
solche ideale Ausführungsform nur mit großem Aufwand machbar ist,
wird eine Ausführungsform vorgeschlagen, die in Figur 4 dargestellt
ist. Danach besteht das Spritzloch aus zwei Kanälen 52, 53, die
parallel in Hubrichtung des Kolbenschiebers 20 übereinander angeordnet
und von einer Trennwand 55 voneinander getrennt sind. Die
beiden Kanäle 52, 53 sind als zylindrische Löcher hergestellt, deren
Achsen zur Hubachse des Kolbenschiebers 20 um den Winkel a geneigt
sind. Die Kanäle 52, 53 haben einen möglichst kleinen Durchmesser
bzw. Weite und die Trennwand 55 ist möglichst dünn. Die Weite der
Kanäle 52, 53 beträgt beispielsweise 0,100 bis 0,200 mm, vorzugsweise
0,140 mm und die Dicke der Trennwand 55 beträgt etwa die
Hälfte der Weite der Kanäle 52, 53, vorzugsweise 0,070 mm.Such an ideal alignment of the spray jet with partial opening
of the
Zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum wird die Ventilnadel
14 mit dem Schließkopf 16 und dem Kolbenschieber 20 im Düsenkörper
10 unter der Wirkung des Drucks des zugeführten Kraftstoffs axial
verschoben. Dabei hebt zunächst der Ventilkegel 17 vom Ventilsitz 18
ab und danach oder auch zugleich wird der Spritzquerschnitt in Abhängigkeit
vom Druck des Kraftstoffs freigegeben. Dies erfolgt dadurch,
daß ein oder beide Mündungsquerschnitte der Kanäle 52, 53
teilweise oder voll über die Steuerkante 24 hinaus bewegt werden.
Bei kleinster Teillast der Brennkraftmaschine wird der Kolbenschieber
20 um etwa 40% des Gesamthubes hg verschoben, so daß der
untere Kanal 52 nahezu voll von der Steuerkante 24 aufgesteuert ist.
In dieser Stellung erfährt der aus diesem Kanal austretende Spritzstrahl
durch die Steuerkante 24 nur eine gringe Ablenkung, so daß
die ideale Spritzrichtung nahezu identisch ist mit der gewünschten
Spritzrichtung. Bei größerer Teillast, wenn der untere Kanal 52
voll freigegeben ist, ist die ideale Spritzrichtung vorhanden. Bei
noch größerer Teillast, wenn auch der obere Kanal 53 von der Steuerkante
24 freigegeben wird, wird der aus dem oberen Kanal 53 austretende
Teilstrahl zu dem aus dem unteren Kanal austretenden Teilstrahl
f hingelenkt, so daß sich die beiden Teilstrahlen e und f
miteinander vereinigen. Wenn der Mündungsquerschnitt des oberen
Kanals 53 nur wenig geöffnet ist, ist die Strahlrichtungsenergie des
aus dem oberen Kanal 53 austretenden Teilstrahls e gegenüber dem
unteren, in vollem Querschnitt austretenden Teilstrahl f gering, so
daß beim Vereinigen zu einem einzigen Strahl g kaum eine Ablenkung
stattfindet. Ist der obere Kanal 53 noch weiter geöffnet, beispielsweise
zur Hälfte, wie in Figur 4 dargestellt, ist die Strahlrichtungsenergie
des dort austretenden Strahls e zwar größer, die
Ablenkung aber schon wieder geringer, so daß der erzeugte Strahl g
ebenfalls nur wenig aus der Sollrichtung abgelenkt wird, wobei
dessen Richtungswinkel b'' nur wenig vom Idealwinkel abweicht.
Schließlich kommt die Strahlrichtung des aus den beiden Kanälen 52,
53 strömenden, vereinigten Spritzstrahls g dem Sollwinkel immer
näher je mehr die Mündung des zweiten Kanals 53 von der Steuerkante
24 freigegeben ist. Messungen an einer Einspritzdüse nach der Figur
4 haben ergeben, daß im Betriebsbereich der Einspritzdüse die größte
Strahlablenkung vom Sollwinkel a maximal 2,5 Grad abweicht.To inject fuel into the combustion chamber, the
Ergänzend wird bemerkt, daß über den gesamten Betriebsbereich der Brennkraftmaschine die tatsächliche Spritzrichtung der Spritzstrahlen der Sollrichtung desto mehr angepaßt ist, aus je mehr Kanälen ein Spritzloch zusammengefaßt ist, bzw. je mehr Leitzwischenwände ein Spritzloch hat. Um eine solche Vielzahl von Kanälen in der Einspritzdüse zu verwirklichen, sind verfeinerte Fertigungsverfahren erforderlich (z.B. Mikromechanik, LIGA-Technik, etc.).In addition, it is noted that over the entire operating range Internal combustion engine the actual spray direction of the spray jets the more the target direction is adjusted, the more Channels a spray hole is summarized, or the more guide partitions has a spray hole. To such a variety of Realizing channels in the injector are refined Manufacturing processes required (e.g. micromechanics, LIGA technology, Etc.).
Claims (5)
- Fuel injection nozzle for internal combustion engines of the outward-opening type with a valve member (16, 20) which is displaceable in a bore of a nozzle body (10) counter to the effect of a closing spring (40) by the fuel pressure and has a piston-like valve head (16), in which is arranged at least one spray hole (25) which is oriented at a specific angle to the stroke axis of the valve member and the mouth cross-section of which is covered by the nozzle body when the valve member is in the closed position and is continuously opened, during the opening stroke, by a control edge (24) at that end of the valve body which is located on the combustion-space side, characterized in that the spray hole (25) is subdivided by means of at least one thin partition (55) into a plurality of parallel flow ducts (52, 53), the mouths of which are opened in succession by the control edge (24) during the opening stroke of the valve member (16, 20), the released part flows (e, f) combining to form a spray jet (g), the axis of which lies in or near the orientation of the spray hole (25).
- Fuel injection nozzle according to Claim 1, characterized in that the spray hole (25) is formed from two or more parallel ducts (52, 53) arranged one above the other in the stroke axis of the valve member, and in that the thickness of the partition (55) amounts to half the width of one duct.
- Fuel injection nozzle according to Claim 2, characterized in that the width of the ducts (52, 53) is 0.100 to 0.200 mm and the thickness of the partition (55) is 0.050 to 0.100 mm.
- Fuel injection nozzle according to Claim 3, characterized in that the ducts (52, 53) have identical cross-sections.
- Fuel injection nozzle according to one of Claims 2 to 4, characterized in that the ducts (52, 53) have a circular cross-section.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4340883A DE4340883A1 (en) | 1993-12-01 | 1993-12-01 | Fuel injection nozzle for internal combustion engines |
DE4340883 | 1993-12-01 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP0656474A1 EP0656474A1 (en) | 1995-06-07 |
EP0656474B1 true EP0656474B1 (en) | 1999-02-17 |
Family
ID=6503874
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP94117580A Expired - Lifetime EP0656474B1 (en) | 1993-12-01 | 1994-11-08 | Fuel injector for internal combustion engines |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5497947A (en) |
EP (1) | EP0656474B1 (en) |
JP (1) | JPH07189866A (en) |
DE (2) | DE4340883A1 (en) |
Families Citing this family (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4440369A1 (en) * | 1994-11-11 | 1996-05-15 | Bosch Gmbh Robert | Fuel injection valve for IC engine |
DE4442764A1 (en) * | 1994-12-01 | 1996-06-05 | Bosch Gmbh Robert | Fuel injection valve for internal combustion engines |
DE19602615A1 (en) * | 1996-01-25 | 1997-07-31 | Bosch Gmbh Robert | Fuel injection valve for internal combustion engines |
DE19618698A1 (en) * | 1996-05-09 | 1997-11-13 | Bosch Gmbh Robert | Fuel injection valve for internal combustion engines |
DE19620521A1 (en) * | 1996-05-22 | 1997-11-27 | Bosch Gmbh Robert | Fuel injector for internal combustion engine |
DE19623211A1 (en) * | 1996-06-11 | 1997-12-18 | Bosch Gmbh Robert | Fuel injection valve for internal combustion engines |
DE19623759A1 (en) * | 1996-06-14 | 1997-12-18 | Bosch Gmbh Robert | Fuel injection valve for internal combustion engines |
DE19625059A1 (en) * | 1996-06-22 | 1998-01-02 | Bosch Gmbh Robert | Injection valve, in particular for injecting fuel directly into a combustion chamber of an internal combustion engine |
DE19645900A1 (en) * | 1996-11-07 | 1998-05-14 | Bosch Gmbh Robert | Fuel injection valve for internal combustion engine |
DE19714186A1 (en) * | 1997-04-07 | 1998-10-08 | Bosch Gmbh Robert | Method of making a split disk |
DE19753162A1 (en) * | 1997-11-29 | 1999-06-02 | Bosch Gmbh Robert | Fuel injection valve for internal combustion engines |
DE19818200A1 (en) * | 1998-04-23 | 1999-10-28 | Bosch Gmbh Robert | Fuel injection valve for internal combustion engine |
GB9813743D0 (en) * | 1998-06-26 | 1998-08-26 | Lucas Ind Plc | Fuel injector |
US6109540A (en) * | 1998-10-29 | 2000-08-29 | Caterpillar Inc. | Outwardly opening nozzle valve for a fuel injector |
DE19916485C2 (en) | 1999-04-13 | 2001-10-31 | Daimler Chrysler Ag | Method for operating a reciprocating piston internal combustion engine |
DE19922964C2 (en) * | 1999-05-19 | 2003-03-27 | Daimler Chrysler Ag | Method of injecting diesel fuel |
US6454189B1 (en) | 2000-07-03 | 2002-09-24 | Caterpillar Inc. | Reverse acting nozzle valve and fuel injector using same |
DE10049544A1 (en) * | 2000-10-06 | 2002-04-25 | Bosch Gmbh Robert | Fuel injector |
US7210640B2 (en) * | 2001-11-30 | 2007-05-01 | Caterpillar Inc | Fuel injector spray alteration through a moveable tip sleeve |
DE102004033842A1 (en) * | 2004-07-13 | 2006-02-09 | Robert Bosch Gmbh | Fuel injector |
US7438241B2 (en) * | 2004-11-05 | 2008-10-21 | Visteon Global Technologies, Inc. | Low pressure fuel injector nozzle |
US7051957B1 (en) * | 2004-11-05 | 2006-05-30 | Visteon Global Technologies, Inc. | Low pressure fuel injector nozzle |
US7104475B2 (en) * | 2004-11-05 | 2006-09-12 | Visteon Global Technologies, Inc. | Low pressure fuel injector nozzle |
US7168637B2 (en) * | 2004-11-05 | 2007-01-30 | Visteon Global Technologies, Inc. | Low pressure fuel injector nozzle |
US7124963B2 (en) * | 2004-11-05 | 2006-10-24 | Visteon Global Technologies, Inc. | Low pressure fuel injector nozzle |
US7185831B2 (en) * | 2004-11-05 | 2007-03-06 | Ford Motor Company | Low pressure fuel injector nozzle |
US7137577B2 (en) * | 2004-11-05 | 2006-11-21 | Visteon Global Technologies, Inc. | Low pressure fuel injector nozzle |
US7198207B2 (en) * | 2004-11-05 | 2007-04-03 | Visteon Global Technologies, Inc. | Low pressure fuel injector nozzle |
US9062642B2 (en) * | 2010-03-23 | 2015-06-23 | Cummins Inc. | Fuel injector with variable spray |
US9920674B2 (en) | 2014-01-09 | 2018-03-20 | Cummins Inc. | Variable spray angle injector arrangement |
DE102014200756A1 (en) * | 2014-01-17 | 2015-07-23 | Robert Bosch Gmbh | Gas injector for direct injection of gaseous fuel into a combustion chamber |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1921873A (en) * | 1931-02-12 | 1933-08-08 | Gillen Kimmey Baker Syndicate | Fuel injector |
US2035203A (en) * | 1934-02-21 | 1936-03-24 | John W Smith | Method of and apparatus for feeding fuel |
US2295081A (en) * | 1940-12-10 | 1942-09-08 | Albert S Harvath | Diesel engine injector |
US2762654A (en) * | 1952-07-01 | 1956-09-11 | Gen Motors Corp | Fuel injection device |
DE2451462A1 (en) * | 1974-10-30 | 1976-05-06 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | INJECTION VALVE FOR RECEPTACLE COMBUSTION MACHINERY |
US3982693A (en) * | 1976-01-16 | 1976-09-28 | General Motors Corporation | Orifice plunger valve fuel injector |
DE2749378A1 (en) * | 1977-11-04 | 1979-05-10 | Bosch Gmbh Robert | FUEL INJECTOR |
CA1269003A (en) * | 1985-07-15 | 1990-05-15 | David P. Sczomak | Poppet covered orifice fuel injection nozzle |
US4750675A (en) * | 1987-10-05 | 1988-06-14 | General Motors Corporation | Damped opening poppet covered orifice fuel injection nozzle |
US4905908A (en) * | 1988-10-17 | 1990-03-06 | General Motors Corporation | Poppet covered orifice fuel injection nozzle |
US5127584A (en) * | 1991-05-06 | 1992-07-07 | General Motors Corporation | Fuel injection nozzle |
-
1993
- 1993-12-01 DE DE4340883A patent/DE4340883A1/en not_active Withdrawn
-
1994
- 1994-08-24 US US08/294,033 patent/US5497947A/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-11-08 EP EP94117580A patent/EP0656474B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-11-08 DE DE59407825T patent/DE59407825D1/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-11-29 JP JP6295032A patent/JPH07189866A/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5497947A (en) | 1996-03-12 |
JPH07189866A (en) | 1995-07-28 |
EP0656474A1 (en) | 1995-06-07 |
DE59407825D1 (en) | 1999-03-25 |
DE4340883A1 (en) | 1995-06-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0656474B1 (en) | Fuel injector for internal combustion engines | |
DE4039520B4 (en) | Fuel injection valve | |
DE3429471C2 (en) | Fuel injection nozzle for an internal combustion engine | |
DE69925884T2 (en) | Fuel injector | |
CH669822A5 (en) | ||
EP1801410B1 (en) | Valve for control of a fluid | |
DE2935850A1 (en) | FUEL INJECTION VALVE | |
DE19507171C1 (en) | Fuel injection valve for internal combustion engines | |
EP0619426B1 (en) | Fuel injection nozzle for internal combustion engines | |
DE19634933B4 (en) | Fuel injection valve for internal combustion engines | |
EP1346143B1 (en) | Fuel injection valve for internal combustion engines | |
WO2004085832A1 (en) | Fuel injection valve for internal combustion engines | |
DE10100390A1 (en) | Injector | |
DE4437927C2 (en) | Solenoid valve-controlled fuel injection device with an injection nozzle for fuel injection into the combustion chamber of a diesel internal combustion engine | |
EP1407137A1 (en) | Fuel injection valve for internal combustion engines | |
EP0646218B1 (en) | Fuel injection nozzle for internal combustion engines | |
DE19507188C1 (en) | Fuel injection valve for internal combustion engines | |
DE10046416A1 (en) | Valve configuration for control valves comprises a valve seat between a high pressure inlet and a blocking element on the low pressure side which in its closed position is centered over the seat contact zone | |
DE10131642A1 (en) | Fuel injector with variable control room pressurization | |
DE3105687A1 (en) | Leakage-free fuel injection nozzle | |
DE69707270T2 (en) | Valve device for supplying liquid | |
DE102005056133A1 (en) | Injector for combustion engine, has actuator and control chamber whereby pressure reservoir is arranged between control valve and nozzle body | |
DE1576448A1 (en) | Fuel injection nozzle | |
DE1247066B (en) | Fuel injection valve for externally ignited internal combustion engines | |
DE10164395A1 (en) | Fuel injection device for IC engine has leakage channel connecting control pressure space for valve piston to discharge bore |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE FR GB IT |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 19951207 |
|
17Q | First examination report despatched |
Effective date: 19970603 |
|
GRAG | Despatch of communication of intention to grant |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA |
|
GRAG | Despatch of communication of intention to grant |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA |
|
GRAH | Despatch of communication of intention to grant a patent |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA |
|
GRAH | Despatch of communication of intention to grant a patent |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA |
|
GRAA | (expected) grant |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: B1 Designated state(s): DE FR GB IT |
|
REF | Corresponds to: |
Ref document number: 59407825 Country of ref document: DE Date of ref document: 19990325 |
|
ET | Fr: translation filed | ||
ITF | It: translation for a ep patent filed | ||
GBT | Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977) |
Effective date: 19990420 |
|
PLBE | No opposition filed within time limit |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT |
|
26N | No opposition filed | ||
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: GB Payment date: 20001018 Year of fee payment: 7 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: FR Payment date: 20001121 Year of fee payment: 7 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: DE Payment date: 20010126 Year of fee payment: 7 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: GB Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20011108 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: GB Ref legal event code: IF02 |
|
GBPC | Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee |
Effective date: 20011108 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: DE Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20020702 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: FR Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20020730 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: FR Ref legal event code: ST |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: FR Ref legal event code: ST |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: IT Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED. Effective date: 20051108 |